“一带一路”背景下的新疆和田地区土地利用时空变化及驱动力分析

李万年，曹月娥＊，王 垚，巴清虎，张曌璇，孟 颖

（1.新疆大学 资源与环境科学学院，新疆 乌鲁木齐 830046；2.教育部绿洲生态重点实验室，新疆 乌鲁木齐 830046）

随着人口的增加，人类对于土地的需求量越来越大，而在许多地方大量的土地并没有得到合理利用，造成大面积土地荒废，使得土地利用率非常低。20世纪90年代以来，国内外众多学者对于土地利用进行多方面的研究，1995年IGBP和IHDP组织一起拟定了土地利用与覆被变化研究计划，土地利用成为全球研究的热门课题［1-2］。2008年是土地利用变化研究的分水岭，开始从大尺度研究转向小流域和城市研究。近年来对土地利用/覆被变化的研究，主要集中在利用多期遥感影像对研究区土地利用进行时间和空间变化分析［3-7］。土地利用时空变化研究不仅能够反映出研究区土地利用在时间序列上发生的变化情况，而且更能直观清晰地反映出空间变化状况。文章以和田地区为研究对象，分析该地区土地利用时空变化状况，同时运用土地利用相对变化率对不同区域土地利用变化幅度作出详细的研究。

1 研究区概况

和田地区位于“丝绸之路经济带”的核心区新疆维吾尔自治区西南部，面积约24.65×104km2（78°17′E-82°38′E、36°52′N-37°19′N）。进入21世纪，随着“一带一路”发展战略的落实，新疆独特的区位优势和向西开放重要窗口的作用，使得新疆各州县享受着直接的政策红利。近15年逐渐形成了以和田市为中心的“和、墨、洛”经济区，并成为丝绸之路经济带南线最大的核心经济中心，其服务面积辐射周边七县一市。西北与喀什经济特区相邻。经济的快速发展和人口的不断增长对和田地区土地利用状况影响巨大。

2 数据来源及研究方法

2.1 数据来源

2.2 研究方法

2.2.1 单一土地利用动态度

土地利用动态变化的研究方法是建立在土地利用动态变化模型的基础上，对土地利用类型变化、土地利用程度变化及土地利用变化的区域差异进行分析［8］。

单一土地利用动态度用于描述某一区域在一定时期内某一土地利用类型的变化速度，对于比较土地利用变化的区域差异及预测未来土地利用变化趋势具有积极的作用［9］，可表示为：

式中：K—研究期内某一研究区的某一土地类型动态度；Ua、Ub分别为研究初期与末期土地类型的面积；T指研究时段。当T的时段为年时，K值表示该土地利用类型的年变化率。

2.2.2 综合土地利用动态度

立党为公、执政为民的奉献精神是党的性质和宗旨的集中体现，贯穿中国革命、建设和改革的全过程，彰显了共产党人为人民谋幸福的赤子之心。

综合土地利用动态度反映某一区域该段时期内土地利用变化的速度［10］，可表示为：

式中：LC表示该区域土地利用年变化率；LUi-j表示研究时段内第i类土地利用类型转为非i类土地利用类型面积的绝对值；LUi表示研究初期某一土地利用类型的面积；LUj表示研究末期某一土地利用类型的面积；T的时段为年。

2.2.3 土地利用相对变化率

土地利用相对变化率是一种直观反映土地利用变化区域差异的指标［11］，可表示为：

式中：Ua、Ub分别表示该区域在研究初期和研究末期某一特定土地利用类型面积；Ca、Cb分别表示整个研究区域研究初期和研究末期某一特定土地利用类型的面积。R相＞1，表示局部土地利用变化幅度大于整体的变化幅度；R相＜1，表示局部土地利用变化幅度小于整体土地利用变化幅度。

2.2.4 土地利用转移矩阵

土地利用转移矩阵用于描述各种土地利用类型之间的转换情况，不仅可以反映研究初期同研究末期的土地利用类型结构，同时还可用于反映研究时段内各类用地之间相互转移变化情况，从而用来刻画该区域内土地利用变化情况，转移矩阵的变量可以为土地利用类型面积，也可生成区域土地利用变化的转移概率矩阵，从而进一步推测特定情况下区域土地利用变化趋势［12］。

式中：Sij为i-j期中土地利用状态，n表示研究区内土地利用类型数；i、j分别为研究初期和研究末期的土地利用类型。

3 结果分析

3.1 土地利用变化幅度及动态度

表1 和田地区2000-2015年土地利用面积变化幅度（单位：km2）

区域土地利用面积和结构变化是研究土地利用变化情况的一个重要方面。对和田地区2000、2005、2010和2015年四个时期土地利用面积变化幅度进行对比分析发现：

（1）2000-2005年和田地区耕地和建设用地面积呈不断增加的趋势，其变化幅度分别为13.85%和1.43%，其面积分别增加了387km2和4km2；林地、草地、水域和未利用地面积均呈减少趋势，其变化幅度分别为-0.47%、-0.38%、-0.37%和-0.08%，其中草地面积减少最多，减少了209km2；（2）2005-2010年和田地区各类用地变化同2000-2005年相比较缓慢，耕地变化幅度增长1.51%，草地面积减少0.04%，未利用地面积减少0.02%；（3）同2000-2005年和2005-2010年相比，2010-2015年该地区土地利用变化较前两个阶段剧烈，耕地面积增加17.03%，林地面积减少1.19%，草地面积减少0.59%，水域面积增加0.07%，建设用地面积增加6.01%，未利用地面积减少0.13%。

综上所述，和田地区近15年的土地利用变化较明显，耕地和建设用地面积不断增加，且增加幅度较明显，林地、草地和未利用地面积不断减少，其中草地面积减幅较大。和田地区土地利用变化主要集中在2010-2015年。

表2 和田地区2000-2015年土地利用动态度

土地利用动态度模型反映了一定时期内研究区土地利用类型数量变化情况及区域土地利用变化的速度。

从单一土地利用动态度来看，和田地区2000-2015年耕地和建设用地单一动态度为正值，呈增长趋势。尤其是耕地单一动态度在2000-2005年间达到13.85，到2005-2010年上升为1.51，2010-2015年则进一步上升到17.03。耕地面积在2010-2015年增长速度较其他两个时期快；建设用地同样呈现同耕地一样的变化趋势，2010-2015年面积增加速度较其他两个时期快。林地、草地、未利用地单一土地利用动态度均呈负值。2000-2005年、2005-2010年和2010-2015年和田地区土地利用综合动态度分别为8.316、8.331和8.313，可以看出2005-2010年该地区各类用地变化幅度较其它两个时期平缓；2000-2005年土地利用变化速度较2005-2010年快。

3.2 土地利用相对变化率

表3 和田地区各县市2000-2015年土地利用变化情况

土地利用变化 耕地 林地 草地 水域 建设用地 未利用地0 0 0 0 0 0 0 0皮山县 相对变化率2.82 0 5.64 3.91 2.51 0 0.56墨玉县 相对变化率6 0 1.41洛浦县 相对变化率0 0 0 0 7.65 1.5 0 2.57 0.61 0 1.36 0.39 0 1.68 1.38 0 0 1.08 6.86 15.94 4.83 0.23 0.73 0.45 0.26 0 1.84策勒县 相对变化率2.48 8.12 0 11.34 0 0 0 0于田县 相对变化率8.55 13.86 2.83 3.41 0 1.54 11.11 0 9.31民丰县 相对变化率2005-2010 2010-2015 2000-2005 2005-2010 2010-2015 2000-2005 2005-2010 2010-2015 2000-2005 2005-2010 2010-2015 2000-2005 2005-2010 2010-2015 2000-2005 2005-2010 2010-2015 2000-2005 2005-2010 2010-2015 1.17 3.75 11.23 4.54 4.74 0 4.99 1.19 0 1.97 0.73 0 1.05 3.84 3.95 2.44 0.09 0.32 0.06 0 0 0 0 0 0 1.29 2.7 1.88 3.58 2 0.58 2.12 0.42 0 0.38 0.72 0 0.72 0.45 12.23 2.25 4.57 4.63 1.04 0 0 0 0 0 0.250.37 1.11 9.51 0 3.31 3.12 1.53 0.38

表4 和田地区15年各县市土地利用相对变化率（%）

从表3可以看出，和田地区各县市在2000-2005和2010-2015年两个阶段各类土地利用相对变化率较大，且2010-2015年比前两个阶段大。2005-2010年皮山县、民丰县及于田县各土地类型有变化外其余各县均没发生变化。近15年和田地区前五年和后五年土地利用变化较剧烈。表4显示和田市耕地相对变化率较大，皮山县未利用地、林地、耕地、草地等相对变化率大于整个研究区；洛浦县耕地、林地、建设用地和未利用地相对变化率大于整个研究区；墨玉县耕地、草地和建设用地相对变化率较大；策勒县林地相对变化率较大；于田县水域、建设用地和未利用地相对变化率明显；民丰县草地相对变化率较大。

3.3 土地利用转移及空间变化

表5 和田地区2000-2015年土地利用转移概率矩阵

图1 和田地区2000-2015年土地利用空间变化图

（1）耕地变化：耕地变化呈现出沿河流分布的特点，主要集中在克里雅河、喀拉喀什河与玉龙喀什河中游，同时在尼雅河和皮山县境内发源于喀喇昆仑山的中小山溪河流沿线呈现小片分布，在墨玉县城市周边及皮山县城市周围呈大片分布，耕地的消耗主要转移到草地和建设用地，一部分肥力和水资源条件下降的耕地被撂荒，而在城区周边的部分耕地因城市的发展和扩张被侵占，主要分布在和田市和于田县周围。而耕地转移方向主要有0.32%的耕地是撂荒变为草地，及城区周围0.29%的区位条件较好的耕地被侵占为建设用地；耕地转入主要来自对水资源和肥力较好的草地和未利用地的大面积开垦。其中2000-2005年和2010-2015年两个阶段转入较多。

（2）林地变化：和田地区因地处沙漠边缘，对林木资源的保护力度较大，政策较强，因此在近15年，林地面积基本保持不变。

（3）草地变化：和田地区草地面积空间变化主要呈片状分布在河流沿岸水域周边，转移方向主要转为耕地，草地的减少与耕地的增加空间变化区域基本一致，草地共1.02%转向耕地。

（4）建设用地变化：建设用地的空间变化主要集中在各县城周边，呈点状分布，主要是耕地和未利用地的转入，其中耕地转入达到0.29%。

（5）未利用地变化：未利用地的空间变化集中在民丰县城周边、和田县北部、洛浦县与墨玉县南部及与昆仑山交接的平原地带；其次在皮山县的主要河流沿线及城镇周边，呈持续减少状态，未利用地转出0.25%，转出面积大于转入面积，整体呈减少趋势。

（6）绿洲—荒漠变化：2000-2015年和田地区大面积未利用地转为耕地使绿洲处于不断扩张的状态，其中2000-2005年和2010-2015年两个阶段扩张最明显。

3.4 土地利用变化驱动力分析

土地利用主要受自然和人文因素的影响，自然因素是构成区域变化的基本要素。

自然因素：和田地区位于干旱半干旱地区，属于暖温带极端干旱的荒漠气候，夏季炎热，冬季冷而不寒。蒸发量极大而降水量很少，年均降水量仅36.5mm。极端干旱的地域中，生态环境极其脆弱。其主要的水资源来源于南部的昆仑山冰雪融水，河流都属于季节性河流，对和田地区绿洲的形成和发育至关重要。在全球气候的大背景下，中国西北内陆由暖干型向暖湿型转变，温度的不断升高和冰川的萎缩使得本就少的水资源更加紧缺［12］。径流量的变化严重影响着和田地区土地利用类型的变化。而占71%的广大未利用地和22%的肥力和水资源条件较丰富的草地的开垦是耕地资源扩张的来源，同时也是导致天然绿洲不断萎缩和人工绿洲大面积扩张的因素。

人为因素：文章采用相关分析法对和田地区土地利用变化的人为影响因素进行分析，并参考相关文献对影响因素进行选取，得出主要影响因素有经济因素：固定资产投资、GDP、第一、二产业产值等；次要影响因素主要是人口因素（总人口、农业人口、城镇人口和非农业人口）；影响因素较小的是城镇人口比重和第三产业产值（图2）。近15年和田地区固定资产投资增长了66.34倍，GDP翻了8.63倍，一、二产业分别翻了4.26倍和8.70倍。自从和田地区铁路开通，对经济的发展和交通提供了便利，位于丝绸之路经济带核心区的有利区位因素在2010-2015年GDP增长了3倍多，较前两个阶段增长最为明显。经济的快速发展是影响土地利用变化的主要因素。和田地区人口在15年间增加了63.98万，城镇人口增加了24.54万，农业人口增加了近60万，农业人口的增加是导致耕地大幅增长的直接因素，也是未利用地和草地开垦的直接原因。

图2 和田地区2000-2015年土地利用空间变化驱动因素

政策因素：近年来人类活动对土地利用的影响巨大。进入21世纪，在我国“一带一路”建设等政策的带动下，城市用地的增长受到土地政策、人口流动等因素的显著影响。国家对新疆的扶持政策及对口支援等因素对和田地区经济和土地政策影响巨大。和田地区向西开放的地理位置及喀什经济特区的辐射等因素对和田地区土地利用状况产生重大影响。

总之，和田地区土地利用变化的影响因素并不是孤立的，其受到经济、人口、政策等因素相互影响。

4 结论与讨论

（1）近15年和田地区各类土地利用变化较剧烈。从土地利用变化幅度来看主要表现为耕地和建设用地的持续增加及草地和未利用地的大量减少，其中2000-2005年和2010-2015年两个时间段内增减幅度较大。耕地和建设用地动态度在2000-2005年和2010-2015年两个阶段较大，波动较强，其它各类用地在研究时段内动态度较小，面积变化不大，综合土地利用动态度相对不变。

（2）土地利用相对变化率反映了和田地区各县市在研究期内的土地利用相对变化率区域差异较大；在21世纪初5年和近5年各类用地相对变化较大，中间5年除皮山县、民丰县及于田县一些土地类型发生变化外，其余各县市各类土地利用相对变化率相对不变。

（3）研究期间土地利用转移主要集中在耕地、草地、建设用地及未利用地。耕地和建设用地面积的不断增长导致绿洲面积不断扩张，空间变化主要集中在县城周围及肥水资源较好的河流沿岸。草地面积的大面积减少主要集中在人类活动较频繁的县城周围，对和田地区生态环境造成重大影响，未利用地的不断减少是导致和田绿洲扩大的根本因素。

（4）和田地区土地利用变化受自然、人文及政策因素的相互影响，经济因素和人口的大幅增长是导致天然绿洲萎缩，人工绿洲扩张的主要因素。